第1章 概述 1
1.1 微动疲劳的基本概念 1
1.1.1 微动疲劳的概念和基本术语 1
1.1.2 微动疲劳的损伤机理及其与微动磨损的区别和联系 3
1.2 工程中的典型微动失效问题 5
1.2.1 各种紧固连接结构 6
1.2.2 榫连接 8
1.2.3 弹性支撑与间隙配合 10
1.2.4 过盈配合 12
1.2.5 柔性绳索 13
1.3 学科的形成与发展 14
1.4 微动疲劳损伤规律研究的分析方法 16
1.4.1 试验方法 16
1.4.2 理论研究方法 18
1.4.3 数值分析方法 21
1.5 微动疲劳的主要影响因素 23
第2章 微动的力学与摩擦学理论 26
2.1 引言 26
2.2 微动的接触力学理论 26
2.2.1 弹性接触的Hertz理论 27
2.2.2 非协调接触的初始滑动问题 31
2.2.3 考虑远端载荷时的初始滑动问题 33
2.2.4 协调接触的问题 35
2.3 微动摩擦学的基本理论 38
2.3.1 三体理论 39
2.3.2 微动图理论 40
2.3.3 能量耗散理论 42
2.4 有限元接触算法 43
2.4.1 接触系统的约束条件 43
2.4.2 接触问题的虚位移原理 44
2.4.3 接触问题的数值算法 44
2.4.4 有限元接触分析中的几个问题 47
2.4.5 微动疲劳接触区有限元应力场分析 49
2.5 小结 51
第3章 微动问题的试验研究方法 53
3.1 引言 53
3.2 微动疲劳典型试验的原理及主要控制参数 54
3.3 微动疲劳试验工况 56
3.4 微动现象的分析方法 56
3.5 典型微动疲劳试验系统 57
第4章 微动疲劳损伤模型 60
4.1 引言 60
4.2 微动疲劳损伤模型的建立 60
4.2.1 微动疲劳参数对微动疲劳行为的影响分析 61
4.2.2 微动损伤相关系数的建立 64
4.2.3 多轴疲劳的临界面法 66
4.3 微动疲劳损伤模型预测结果分析 70
4.3.1 试验数据 70
4.3.2 临界面位置的分析方法 71
4.3.3 微动疲劳模型预测结果及适用性分析 74
4.4 小结 78
第5章 多轴交变载荷作用下微动疲劳行为研究 80
5.1 问题来源与研究目的 80
5.2 多轴交变载荷作用微动疲劳试验系统设计 81
5.2.1 加载系统的结构设计 81
5.2.2 试件与微动垫的结构设计 84
5.3 试验系统的加载原理 85
5.4 试验方案的确定 86
5.5 试验结果分析 88
5.5.1 试件磨损和疲劳裂纹分析 88
5.5.2 法向载荷的动态特性对微动疲劳行为的影响 90
5.6 小结 94
第6章 螺栓连接微动疲劳特性研究 95
6.1 引言 95
6.2 影响螺栓连接疲劳性能的主要因素 97
6.3 螺栓连接的受力形式 98
6.4 螺栓连接的疲劳试验研究 99
6.4.1 试验设计 99
6.4.2 螺栓连接的预紧力控制 100
6.4.3 试验流程 101
6.5 仿真分析 101
6.6 结果讨论 102
6.6.1 有限元分析结果 102
6.6.2 试验结果分析 106
6.7 小结 109
第7章 内燃机微动疲劳损伤的试验研究 111
7.1 引言 111
7.2 V型内燃机载荷模式分析 112
7.2.1 V型内燃机典型工况受力分析 112
7.2.2 V型内燃机主轴承载荷的典型模式分析 115
7.3 结构模型设计 116
7.4 试验系统设计 117
7.5 试验参数设计 120
7.5.1 试验载荷的确定 120
7.5.2 螺栓预紧力的测量与施加 121
7.6 试验结果 125
7.7 小结 128
第8章 内燃机典型载荷下接触行为有限元分析 129
8.1 引言 129
8.2 子模型法 130
8.2.1 局部子模型的建立 130
8.2.2 子模型接触分析流程 131
8.3 紧固面接触有限元计算结果分析 135
8.3.1 机体隔板与主轴承盖紧固面接触分析结果 135
8.3.2 结构模型接触分析结果 143
8.4 小结 146
第9章 内燃机紧固面微动疲劳损伤机理及预防措施 147
9.1 引言 147
9.2 内燃机典型载荷下的紧固面微动疲劳行为和机理研究 147
9.2.1 内燃机机体微动疲劳行为分析 147
9.2.2 V型内燃机机体与主轴承盖紧固面微动疲劳机理 149
9.3 缓解内燃机微动疲劳的措施 150
9.4 小结 154
附录 156
参考文献 161